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动态模糊与高刷新率的意义

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    Terry
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参考:人眼只能分辨24帧?我们来聊聊高刷新率的意义

首先,建立认知,没有人眼帧率多少的说法,可以认为人眼输入是连续的,输出也是连续的。

视觉暂留

💡 当物体在快速运动时, 人眼所看到的影像消失后,人眼仍能继续保留其影像1/24秒左右的图像,这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。

人眼观看物体时,成像于视网膜上,并由视神经输入人脑,感觉到物体的像。但当物体移去时,视神经对物体的印象不会立即消失,而要延续1/24秒左右的时间,人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。

那么屏幕的高刷新率又有什么用呢?

事实上,就像我们拍照一样,由于光学成像原理,快门需要经过一段时间的曝光来记录画面,而当被拍摄物体运动时相机就会记录下这段时间物体的运动轨迹。

当晃动饮料瓶时我拍出了一张曝光时长0.02秒的照片,画面记录下的就是在这0.02秒内瓶子的运动轨迹。这种模糊效果称为动态模糊。

摄像机也同理,在24帧标准下,理论上电影中的每一帧最大都可以完整记录1÷24≈0.042秒的画面变化(但由于在真实拍摄中移动胶片也需要一定的时间所以实际单帧曝光时间不会这么久,本文以理论最大的0.042秒叙述)。

可是游戏中显卡渲染画面的原理并不是这样,显卡只会根据当前的场景渲染出每一个瞬间的定格画面,而每个画面前后都没有过渡,因此单帧是没有动态模糊效果的。

💡 也就是说,电影每秒24帧、每帧曝光0.042秒,加起来正好记录了一秒内画面中的所有变化,时间流逝中产生的动态模糊使画面过渡更平滑;而游戏中的帧数,则是记录了显卡在一秒内渲染出的每一个不连贯的瞬间画面,它与电影最关键的差距就是缺少了时间维度。

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关于视觉暂留,实际是指人眼看到的画面消失后在大脑中仍保留了一段时间,因此我们在观察运动物体时视觉上会产生残影的效果。可以说每一瞬间我们看到的都是一次0.1秒曝光的画面,当帧数是24时,暂留时间内画面共显示了24×0.1=2.4帧的内容。

Untitled

所以高帧率就是利用人眼的视觉暂留效果,将一个离散的过程变得更连续。

游戏中的动态模糊

这个功能是根据前后帧画面差值来绘制出模糊效果,而非真实记录了画面在每一帧之间的运动状态,与其说是动态,倒不如说是拖影。而且因为现在的游戏电脑运行游戏帧率本来也不低,不像电影那样只有24帧,单帧曝光时间较长。因此这个功能对游戏画面动态的提升并不明显,在实际游戏体验中反而产生一种奇怪的粘滞感。一些晕动症玩家也会产生不适感(俗称晕3D)如果你的硬件太差帧数很低只有二三十帧,那么开启动态模糊后够带来的观感提升倒是会更明显一些,这样才算是能弥补那些负面影响。此外,一些游戏中开启动态模糊也可能会模糊掉一些本不该模糊的内容,或是没有模糊掉一些本该被模糊的内容,这也妨碍到玩家观察游戏画面中的部分环境信息。

这些问题都受限于当前的算法水平,或许未来游戏动态模糊的实现技术得到改进,我们就可以得到更拟真的动态模糊效果了。

在现阶段,提升显示帧率仍是直观提升画面顺滑度的解决方案。屏幕刷新率提高的目的是使用户视觉暂留周期能同时存在更多帧数让动画流程更接近现实世界中的物理移动,让动画过渡更加平滑,而并不是为了让用户一帧不落地数出144帧。这样理解,或许你就不会再纠结于人眼识别帧数的问题了。